尽管手术、放疗与化疗联合疗法仍是目前肿瘤治疗的主要方法，但对于某些肿瘤特别是转移肿瘤等仍未解决。随着对肿瘤发生、发展机制的深入研究、肿瘤免疫治疗的探索和临床应用，恶性肿瘤患者生存期显著延长，效果显著。肿瘤免疫治疗通过激活机体自身免疫系统达到抑制肿瘤的目地，已成为一种有效的抗肿瘤手段。肿瘤的化疗协同免疫治疗的联合治疗方案效果显著，已成为肿瘤治疗的可行性方案。纳米药物经过合理设计能够有效地联合化学药物和免疫制剂，成为临床上靶向肿瘤组织、协同免疫机制杀灭肿瘤细胞、治疗肿瘤的有效输送载体基础和治疗手段。综述了近年来化疗和各种免疫治疗用的多功能纳米药物的种类及其在肿瘤治疗中的优势。
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随着对肿瘤发生发展机理与抗肿瘤免疫机制研究的深入，免疫治疗已成为治愈肿瘤潜力最大的治疗手段之一[1,2,3]。然而肿瘤是一个多因素、多基因变异的复杂病变过程，单一方法往往达不到最佳治疗效果[4,5]。越来越多的研究结果表明，免疫治疗与化疗联合在多种肿瘤治疗中效果显著。首先可以充分利用化疗优点，降低瘤负荷，进而保留通过肿瘤坏死暴露新抗原，直接影响肿瘤基质细胞[6,7,8]。此外，一些化疗药物如紫杉类药物能降低肿瘤中抑制性细胞的数量[9]，这些细胞起着免疫抑制、促进肿瘤发生、侵袭转移和血管生成等关键作用，甚至有些化疗药物带有"肿瘤疫苗"的活性，可增加肿瘤抗原被递呈给T细胞的数量[10]。
纳米载体因其特有的表面效应、小体积效应以及结构的多样性能作为化疗药物的输送载体，可提高药物治疗的缓释性和靶向性[11,12,13]。纳米药物载体能作为化疗、免疫疗法和基因疫苗等治疗方式的载体，且两种或多种治疗方式相互协作，为联合治疗肿瘤提供前景[14,15,16,17,18]。本文就目前纳米粒作为肿瘤化疗和免疫治疗的多功能联合载体的研究进行综述。
细胞因子是指由多种组织细胞，特别是免疫细胞经过刺激而产生的具有多种生物学活性的小分子多肽或糖蛋白的统称。近年来，越来越多的研究者将细胞因子与化疗联用，探索其对肿瘤的治疗效果。大量研究结果表明，细胞因子与化疗联用疗效更加显著，可起到协同抗肿瘤的增效作用[19,20]。赵永丹[21]构建了携载具有广谱抗肿瘤活性的紫杉醇（paclitaxel，PTX）联合细胞因子白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）的热海绵纳米载体（thermosponge nanocarrier，TSN），研究其对黑色素瘤的治疗效果。TSN载体缓慢释放PTX和IL-2两种治疗药物，从而避免了药物在体循环过程中的泄露，以使更多的药物聚集于肿瘤部位而发挥药效。研究结果表明，PTX和IL-2的联用不仅激活了肿瘤微环境的免疫应答，而且激活了周围淋巴组织的免疫应答，发挥了显著的抑制肿瘤转移效果。细胞因子与化疗药物的结合有效地提高了肿瘤治疗效果，且纳米载体可有效保护两种药物并保证持续缓慢释放，发挥靶向作用。
在肿瘤细胞表面高表达、而在正常细胞表面低表达或不表达的糖蛋白或糖脂成分被称为肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen，TAA），此类抗原一般可被B细胞识别并产生相应的抗体。因此，研究人员尝试了利用肿瘤细胞过表达的抗原，将特异性抗体与化疗药物共载来达到提高抗肿瘤药效的目的。如人滋养层细胞表面抗原-2（human trophoblast cell-surface antigen 2，Trop2）在三阴性乳腺癌细胞表面特异性表达。研究人员将Trop2抗体偶联与负载多柔比星（doxorubicin，DOX）的羧甲基葡聚糖衍生物的纳米粒（DOX-ST-NPs）共载，相对于没有偶联抗体的DOX纳米粒对照组，DOX-ST-NPs对MDA-MB-231乳腺癌细胞抑制作用显著增强[22]。肝肿瘤组织新生血管内皮生长因子受体（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）高表达，其也是肝癌细胞发生、发展、浸润和转移的主要因素之一。为将化疗药物三氧化二砷（As2O3）靶向输送至肝脏肿瘤组织，将VEGFR单链抗体利用分子偶联技术与As2O3-隐形纳米粒子偶联，体内肿瘤组织分布及抑瘤实验结果证实，该纳米粒可显著抑制肿瘤的生长及肿瘤组织血管生成，同时降低了细胞的毒副作用[23]。因此将抗体与化疗药物通过纳米体系共载可达到主动靶向肿瘤的作用，具有良好的应用前景。
免疫检查点是调节T细胞免疫反应产生一些共刺激信号或共抑制信号的免疫分子，可保证自身组织不受伤害，避免自身免疫反应[24]。免疫检查点抑制剂作为肿瘤免疫药物的主导药物，已有多个程序性死亡受体1（programmed death 1，PD-1）、程序性死亡受体-配体1（programmed death-ligand 1，PD-L1）和细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）抗体获批并用于治疗多种癌症类型[25,26,27]。
2016年，He等[28]报道了一种由感光剂、传统化疗药物组成的新纳米药物——NCP@pyrolipid，其与检查点抑制剂PD-L1抗体联合使用可增强机体免疫力。纳米粒的外壳由光敏剂pyrolipid组成，其内层包裹了化疗药物奥沙利铂来协同化疗和光动力联合治疗晚期结肠癌。当光敏剂感受到光，其会刺激纳米粒释放化疗药物以攻击癌变细胞。在结肠癌CT26和HT29细胞体外抑瘤实验中，纳米粒NCP@pyrolipid中的化疗药物的半数抑瘤值IC50分别降低了4和5倍；同时，其还可激活T细胞，识别并消灭肿瘤细胞。小鼠肿瘤模型结果证实，其具有显著的肿瘤治疗效果。Ou等[29]开发了一种以肿瘤微环境中调节性T细胞为靶点的tLyp1多肽偶联的杂化纳米粒子，体内实验结果表明，其具有良好的稳定性和肿瘤组织靶向性，使动物存活率延长、肿瘤抑制增强、瘤内调节性T细胞减少，CD8+ T细胞抗肿瘤作用提高。通过抑制STAT3和STAT 5磷酸化，增强了伊马替尼下调及调节性T细胞抑制的作用。
免疫刺激剂是一种以激活非特异性免疫且增强机体免疫应答的新型用药，可达到增强抗癌免疫的目的，是最早开展的肿瘤生物疗法，具有效果明显、副作用小、无残留等优点。目前使用的免疫刺激剂主要包括化学药剂（左旋咪唑、弗氏完全佐剂）、微生物衍生类（肽聚糖、脂多糖）、葡聚糖、动植物提取物和维生素等。免疫反应的初始环节即激发免疫反应，因此免疫刺激剂在抗肿瘤治疗中作用显著，其与化学药物联合治疗癌症具有广阔研究前景。
中科院长春应用化学研究所的研究团队建立了一种协同治疗肿瘤的新型模拟病原菌的纳米复合物——介孔二氧化硅纳米颗粒负载化疗药物多柔比星（MSN-DOX-SP-LPS），随后脱毒脂多糖（免疫刺激剂）包覆介孔二氧化硅纳米颗粒构成纳米复合物。解毒的脂多糖具有双重作用，其不仅作为免疫刺激剂能有效地模拟天然病原体触发免疫反应的功能，还能抑制化疗药物突释。体内研究结果发现，此纳米复合物可引起肿瘤微环境的氧化活性分子（radical oxygen species，ROS）升高；其次，ROS依次氧化芳基硼酯，纳米粒介孔通道开放，化疗药物释放；第三，纳米复合物刺激巨噬细胞活化，进而激活细胞毒性T细胞，提高抗肿瘤免疫效应[15]。
T细胞按照功能和表面标志可分为细胞毒T细胞及辅助T细胞、调节/抑制T细胞及记忆T细胞。T细胞介导的细胞免疫，通过抗原的特异性结合直接作用于肿瘤细胞；T细胞克隆性增殖与分化，释放淋巴因子，以扩大增强免疫应答和免疫抗肿瘤效应。
近年来，人们发现化疗药阿霉素可通过免疫细胞死亡来重建宿主的抗肿瘤免疫作用，Mastria等[30]研究了载阿霉素多肽纳米粒子用于乳腺癌肿瘤模型后抗肿瘤免疫应答反应，发现该纳米粒的活性与功能T细胞、CD8+ T细胞以及IFN-γ密切相关。单次静脉注射纳米粒可提高白细胞进入肿瘤的浓度，减缓肿瘤的生长，防止肿瘤的发生，预防低免疫原性4T1乳腺癌的转移,显著改变了宿主抗肿瘤免疫应答，增强抗肿瘤免疫能力。Perica等[31]研制了一种具有趋磁性能的人工抗原呈递细胞（aAPC），直径为50~100 nm，主要以磁性氧化铁纳米粒为内核，再以葡聚糖包裹作为外壳，并在其表面偶联了T细胞活化所必需的信号分子MHC-抗原二聚体和CD28抗体，使其能够与T细胞受体特异性结合，从而使T细胞受体在磁场的驱动下发生聚集，促进T细胞的活化，增强免疫细胞抗肿瘤活性。嵌合抗原受体T细胞（chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T）技术是目前较为有效的治疗恶性肿瘤的方式之一。通过纳米技术提高CAR-T免疫治疗的靶向性，进一步提高其传递效率[32]。Li等[33]研制出一种能精确控制释放并定向活化免疫细胞的蛋白纳米凝胶颗粒（protein nanogels, NGs），T细胞活化的药物IL-15超级激动剂复合物（IL-15Sa）通过NGs装备在T细胞上，实现了T细胞受体（T cell receptor, TCR）信号响应释放的"纳米背包"，对T细胞受体有选择地释放这些药物，靶向激活原位的T细胞。T细胞能在肿瘤内迅速扩增15倍，然而在外周血中却仍保持静息状态，因此其可显著提升治疗效果。
巨噬细胞在固有免疫与适应性免疫中起着关键性作用。肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages, TAMs）是肿瘤组织中具有局部浸润能力的巨噬细胞，在肿瘤的生长、血管形成、侵袭转移等方面具有促进作用。利用肿瘤相关巨噬细胞抗肿瘤的研究已成为免疫治疗恶性肿瘤新手段和发展方向[34]。
TAMs在许多癌症中非常丰富，且通常表现出一种免疫抑制的M2样表型，促进肿瘤生长并提高对治疗的抵抗力[35]。Rodell等[36]研究结果发现，TLR 7/8-激动剂纳米粒可促进肿瘤相关巨噬细胞极化，增强肿瘤免疫治疗；并且当与免疫检查点抑制剂抗PD-1联合使用时，使免疫治疗应答率提高。如氧化铁纳米作为化疗药物载体，在体内外的研究结果表明，金属氧化铁纳米粒子可激活巨噬细胞，促进巨噬细胞攻击癌细胞，具有显著的协同抑癌效果[37]。
自然杀伤细胞（natural killer cell，NK）是机体重要的免疫细胞，不仅参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生，而且能在无抗体预先致敏或补体参与条件下，直接杀伤肿瘤和病毒感染的靶细胞，且可促进细胞毒性T淋巴细胞的产生。结果表明，NK细胞在机体抗肿瘤的免疫防御中起重要作用。2015年，于连元[38]构建了一种修饰CD16和MUC1核酸适配体的两亲性纳米粒子（CD16-NP-MUC1），纳米粒子可靶向性地募集NK细胞至MUC1阳性肿瘤细胞附近，增强NK细胞对MUC1阳性细胞A549的免疫杀伤作用，而对MUC1阴性细胞MDA-MB-231没有影响。通过募集NK细胞来靶向性地杀伤MUC1阳性肿瘤细胞这一策略在研发新型肿瘤靶向免疫疗法中极具应用潜能。
树突状细胞（dendritic cells, DC）是已知功能最强大的抗原提呈细胞（antigen presenting cells, APC），也是唯一能激活初始型T细胞的APC。成熟DC提呈抗原激活初始型T细胞，调节T细胞介导的免疫应答类型，在肿瘤免疫逃逸及肿瘤转移中发挥特殊作用。
鉴于其在机体免疫应答的重要作用，DC亦逐渐成为肿瘤免疫疗法领域的研究热点。例如，卢瑶[39]针对肿瘤抗原明确的模型，采用了靶向DC的纳米肿瘤抗原疫苗（TrpVac）与姜黄素两亲性纳米胶束（Cur PM）联合给药的模式，在晚期黑色素瘤荷瘤小鼠模型中，联合给药组的抗肿瘤作用明显高于单独给予药物的小组以及对照组。
肿瘤光热疗法是利用在近红外具有较强光吸收的纳米材料，将光子能量转换为热能从而有选择性地杀死肿瘤细胞。其副作用小、治疗特异性好，已成为一种新型的微创疗法。
Chen等[40]采用乳液法构建了一种可以联合光热和免疫治疗的纳米材料，利用聚乳酸-羟基乙酸共聚物（poly（lactic-co-glycolic acid），PLGA）包载光热治疗材料吲哚菁绿（indocyanine green, ICG）和免疫辅助剂咪喹莫特（R837），合成的复合纳米材料PLGA-ICG-R837在受到近红外光触发时，ICG将光能转换成热能对肿瘤细胞进行加热；同时激发肿瘤相关的抗原与复合纳米材料中的R837相互作用，产生强免疫反应。体内抑瘤实验结果不仅证实荷瘤小鼠在治疗40 d原癌肿瘤消失，有效地治疗肿瘤，并且机体可产生强免疫记忆效应，从而有效地抑制肿瘤复发，具备肿瘤疫苗类似的功能。
光动力疗法包括可见光和光敏剂两种因素，其利用适当波长的激光照射被肿瘤组织选择性摄取的光敏剂，使光敏剂产生大量的致死性细胞毒剂（单态氧），从而靶向性地杀伤肿瘤细胞。例如，使用了两亲性聚乙二醇（PEG）聚合物修饰上转化纳米粒（upconversion fluorescent nanoparticles，UCNs），将光敏剂二氢卟吩e6（Chlorin e6，Ce6）包载于聚合物疏水层，制备成UCNs-Ce6纳米复合体，由于光敏纳米粒的特性，使光敏剂富集在肿瘤部位。体外实验结果证明，在980 nm激发光激发后，光敏剂吸收光子产生ROS，对肿瘤细胞进行直接或间接杀伤。体内动物实验结果表明，将UCNs-Ce6纳米复合体静脉注射到建立4T1乳腺癌模型的BALB/c小鼠体内，肿瘤生长可被抑制，使小鼠的存活时间延长[41]。
纳米材料不仅能作为抗肿瘤药和疫苗输送载体，其自身也不可避免地在机体免疫系统中发挥作用。纳米粒与免疫系统各组分的相互作用及其机制复杂，如一些PEG修饰后的纳米粒可延长体内循环时间，减少巨噬细胞的吞噬，从而增加化疗药物的肿瘤靶向性[42]。纳米粒的粒径和表面电势等均可影响与巨噬细胞的吞噬和趋化作用，达到影响细胞因子分泌等全身及局部免疫系统的作用[43]。
综上所述，肿瘤的免疫治疗可增强机体免疫反应，使肿瘤微环境的免疫缺陷正常化，与化疗合理地联合使用可协同治疗肿瘤。因此免疫治疗与化疗联用，并通过纳米输送体系有望达到降低毒副作用及靶向治疗作用，在肿瘤诊疗领域极具发展及应用前景。相信通过对纳米材料的探索、设计和治疗方案的联合优化，可更利于促进肿瘤的治疗和纳米载体的研究。
所有作者均声明不存在利益冲突
